题目内容
15．肌红蛋白（Mb）与血红蛋白（Hb）的主要功能为输送氧气与排出二氧化碳．肌红蛋白（Mb）可以与小分子X（如氧气或一氧化碳）结合．反应方程式：Mb（aq）+X（g）?MbX（aq）（1）在常温下，肌红蛋白与CO 结合反应的平衡常数K（CO）远大于与O2结合的平衡常数K（O2），如图哪个图最能代表结合率（f）与此两种气体压力（p）的关系C．
（2）①通常用p 表示分子X 的压力，p0表示标准状态大气压．若X 分子的平衡浓度为$\frac{p}{p_0}$，上述反应的平衡常数为K，请用p、p0和K 表示吸附小分子的肌红蛋白（MbX）占总肌红蛋白的比例$\frac{pK}{pK+p0}$．
②图2表示37℃下反应“Mb（aq）+O2（g）?MbO2（aq）”肌红蛋白与氧气的结合度（α）与氧分压p（O2）的关系，p0取101kPa．据图可以计算出37℃时上述反应的正反应平衡常数Kp=2.00．
（3）人体中的血红蛋白（Hb）同样能吸附O2、CO2 和H+，相关反应的方程式及其反应热是：
I．Hb（aq）+H+（aq）?HbH+（aq）△H1
II．HbH+（aq）+O2（g）?HbO2（aq）+H+（aq）△H2
III．Hb（aq）+O2（g）?HbO2（aq）；△H3
IV．HbO2（aq）+H+（aq）+CO2（g）?Hb（H+）CO2（aq）+O2（g）△H4
①△H3=△H1+△H2（用△H1、△H2表示）
②若较低温下反应Ⅳ能自发进行，则该反应△H4＜0，△S＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
（4）科学家现已研制出人工合成的二氧化碳载体．在A、B两只大小相同、内置CO2传感器的恒温密闭气箱中加入等量的二氧化碳载体，其中A箱中的二氧化碳载体上附着运载酶．在一定温度条件下同时向两箱中快速充入等量的二氧化碳气体，发生反应“Mb（aq）+CO2（g）?MbCO2（aq）△H＜0”．图3绘制出了一种可能的容器内二氧化碳浓度随时间变化趋势图，请在图4、5中再画出两种属于不同情况的且可能存在的容器内二氧化碳浓度随时间变化趋势图．
分析 （1）Mb（aq）+X（g）?MbX（aq），增大压强，平衡正向移动，因此无论是CO还是O2，随着压强的增大，结合率（f）都是逐渐增大；肌红蛋白与CO结合反应的平衡常数K（CO）远大于与O2结合的平衡常数K（O2），说明肌红蛋白与CO的结合能力比其与O2的结合能力强；
（2）①设平衡时吸附小分子的肌红蛋白（MbX）的浓度为[MbX]，肌红蛋白（Mb）的浓度为[Mb]，根据K的概念代入表达式；
②令Mb起始浓度为1，根据三段式：
Mb（aq）+O2（g）?MbO2（aq）
起始：1 0
转化：α α
平衡：1-α α
K=$\frac{c（Mb{O}_{2}）}{c（Mb）•P（{O}_{2}）}$=$\frac{α}{（1-α）P（{O}_{2}）}$，根据图2，p（O2）=2.0kPa，α=80%，代入计算；
（3）①I．Hb（aq）+H+（aq）?HbH+（aq）△H1
II．HbH+（aq）+O2（g）?HbO2（aq）+H+（aq）△H2
III．Hb（aq）+O2（g）?HbO2（aq）；△H3
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ=Ⅲ可得；
②根据反应自发进行的判断依据△G=△H-T△S＜0时自发进行，△H＜0，△S＜0，时低温下自发反应；
（4）图3为温度极高条件下，酶失去活性，A、B的反应速率几乎相同且速率极快，反应时间小于t，但反应限度较小；图①可以为适宜温度下的反应图，酶活性较强，明显体现A、B反应速率差异，反应时间接近t，反应限度适中；图②可以为低温下的反应图，酶活性很弱，反应速率很慢，反应时间大于t，但反应限度很大．
解答 （1）对于Mb（aq）+X（g）?MbX（aq），增大压强，平衡正向移动，因此无论是CO还是O2，随着压强的增大，结合率（f）都是逐渐增大．在常温下，肌红蛋白与CO结合反应的平衡常数K（CO）远大于与O2结合的平衡常数K（O2），说明肌红蛋白与CO的结合能力比其与O2的结合能力强，所以相同压强条件下，肌红蛋白与CO的结合率（f）更大，因此C图象符合，
故答案为：C；
（2）①设平衡时吸附小分子的肌红蛋白（MbX）的浓度为[MbX]，肌红蛋白（Mb）的浓度为[Mb]，则对于Mb（aq）+X（g）?MbX（aq），平衡常数K=$\frac{[MbX]}{[Mb]•\frac{p}{p0}}$，所以[Mb]=$\frac{[MbX]}{K•\frac{p}{p0}}$，所以吸附小分子的肌红蛋白（MbX）占总肌红蛋白的比例为$\frac{[MbX]}{[MbX]+[Mb]}$，将[Mb]代入整理可得，比例为$\frac{pK}{pK+p0}$；
故答案为：$\frac{pK}{{pK+{P_0}}}$；
②令Mb起始浓度为1，根据三段式：
Mb（aq）+O2（g）?MbO2（aq）
起始：1 0
转化：α α
平衡：1-α α
K=$\frac{c（Mb{O}_{2}）}{c（Mb）•p（{O}_{2}）}$=$\frac{α}{（1-α）•p（{O}_{2}）}$，根据图2，p（O2）=2.0kPa，α=80%，K=$\frac{0.8}{（1-0.8）×2}$=2.00；
故答案为：2.00；
（3）①I．Hb（aq）+H+（aq）?HbH+（aq）△H1
II．HbH+（aq）+O2（g）?HbO2（aq）+H+（aq）△H2
III．Hb（aq）+O2（g）?HbO2（aq）；△H3
根据盖斯定律Ⅰ+Ⅱ可得Ⅲ；则△H3=△H1+△H2；
故答案为：△H1+△H2；
②△G=△H-T△S＜0时反应自发进行，△H＜0，△S＜0时，低温情况下，△G＜0自发进行；
故答案为：＜；＜；
（4）题中图3为温度极高条件下，酶失去活性，A、B的反应速率几乎相同且速率极快，反应时间小于t，但反应限度较小；图4可以为适宜温度下的反应图，酶活性较强，明显体现A、B反应速率差异，反应时间接近t，反应限度适中；图5可以为低温下的反应图，酶活性很弱，反应速率很慢，反应时间大于t，但反应限度很大；
故答案为：图4
、图5
．
点评 本题考察化学反应原理的载体一改工业合成的惯例，采用人体中气体分子与蛋白结合的平衡模型，非常新颖．本题的思维含量很高，计算量也不小，特别是第（2）题要求对平衡常数的运算式熟练掌握，并且引入平衡分压概念，适当拓展；第（4）题考察学生分类讨论、全面思考的能力．此题难度很大．
阅读快车系列答案
+
→
+H2O．| A． | 1molCPAE和1mol咖啡酸分别与足量的NaOH溶液反应，均最多消耗3molNaOH | |
| B． | 与苯乙醇互为同分异构体的酚类物质共有9种 | |
| C． | FeCl3溶液可区别咖啡酸和CPAE | |
| D． | 咖啡酸可发生聚合反应，并且其分子中含有3种官能团 |
| A． | 在受热条件下，HD能还原氧化铜 | |
| B． | HD能在氯气中燃烧生成HCl和DCl气体 | |
| C． | 是一种非金属单质 | |
| D． | 是一种化合物 |
下列说法中正确的是（ ）
| A． | V1=20mL，V2＞20mL | |
| B． | A点之后至B点之前的溶液中，一定是：c（X- ）＞c（ Na+）＞c（H+）＞c（OH- ） | |
| C． | 若V1=10mL，C点的溶液中，一定是：c（HY ）-c（ Y-）=2[c（OH- ）-c（H+）] | |
| D． | D点以后的溶液中，一定是：c（ Na+）＞c（OH- ）＞c（Y- ）＞c（H+） |
钨酸钙是非常重要的化学原料，主要用于生产钨铁、钨丝及钨合金等钨制品．在钨冶炼工艺中，将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中得到钨酸钙．发生反应：Ⅰ．WO42ˉ（aq）+Ca（OH）2（s）?CaWO4（s）+2OHˉ（aq） K1
已知：反应Ⅰ的平衡常数K1理论值如下表
| 温度/℃ | 25 | 50 | 90 | 100 |
| K1 | 79.96 | 208.06 | 222.88 | 258.05 |
（1）判断反应Ⅰ的△S＞0、△H＞0（填“＞”、“=”或“＜”），在较高（填“较高”或“较低”）温度下有利于该反应自发进行．
（2）氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，溶解度均随温度升高而减小．它们在水中存在如下沉淀溶解平衡：
Ⅱ．CaWO4（s）?Ca2+（aq）+WO42ˉ（aq） K2
Ⅲ．Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OHˉ（aq） K3
①根据反应Ⅰ～Ⅲ，可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K1=K1=$\frac{{K}_{3}}{{K}_{2}}$（用K2、K3表示）．
②根据反应Ⅱ，图为不同温度下CaWO4的沉淀溶解平衡曲线．则T1＜T2（填“＞”“=”或“＜”）．T1时，向0.5mol•Lˉ1钨酸钠的碱性溶液中，加入适量Ca（OH）2，反应达到平衡后WO42ˉ的转化率为60%，此时溶液中c（Ca2+）=5×10ˉ10mol•Lˉ1．（假设反应前后体积不变）
（3）制取钨酸钙时，适时向反应混合液中添加适量的某种酸性物质，有利于提高WO42ˉ的转化率．反应后过滤，再向滤液中通CO2，进一步处理得到Na2CO3．
①在反应混合液中不直接通入CO2，其理由是碱性条件下CO2与Ca2+生成难溶物CaCO3，降低WO42ˉ的转化率；
②用平衡移动原理解释添加酸性物质的理由加入酸性物质与OHˉ反应，使溶液中OHˉ浓度减小，平衡向生成CaWO4的方向移动．
| A． | 组成为C4H8的化合物性质都相同 | |
| B． | 氢弹原料D、T，可由${\;}_1^1$H在化学反应中制取 | |
| C． | 粗铜电解精炼时，阳极减少的质量一定等于阴极增加的质量 | |
| D． | 图中物质A经不同途径生成B时，焓变满足：△H1=△H2+△H3=△H4+△H5+△H6 |
随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母X表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示．
．位于第四周期且与z同主族的元素，其气态氢化物的化学式为AsH3．
．